節(jié)流閥側(cè)法蘭加工工藝與夾具設(shè)計

引言

節(jié)流閥在管道系統(tǒng)中起控制流體流量的作用。目前國內(nèi)通用的節(jié)流閥的加工多采用兩端V型塊定位式簡易夾具,對兩頭外圓的公差要求極高,穩(wěn)定性不理想:加工不同型號的節(jié)流閥可能需要更換V型塊,通用性極差。本文對產(chǎn)品的加工難度進(jìn)行分析,在保證產(chǎn)品精度、加工效率的前提下進(jìn)行加工設(shè)備的選擇及工藝路線的確定,并設(shè)計出滿足要求的夾具。

1節(jié)流閥結(jié)構(gòu)分析

節(jié)流閥主要加工側(cè)法蘭如圖1所示,圖紙中標(biāo)有不加工符號處為鍛造表面,形狀不規(guī)則。兩法蘭分別需要連接管道,所以必須保證型位公差和尺寸公差。加工圖紙)圖1)要求A、B面保證垂直,孔口)I放大圖)部分起密封作用,必須滿足尺寸要求與表面光潔度要求。

2選擇加工設(shè)備

本公司現(xiàn)有加工設(shè)備只有銑削設(shè)備與車削設(shè)備適合加工節(jié)流閥側(cè)法蘭,下面對兩種設(shè)備進(jìn)行分析,并結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定加工設(shè)備。

2.1銑削設(shè)備

銑削加工以刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動為主運(yùn)動,工作臺移動作為進(jìn)給運(yùn)動。銑削加工節(jié)流閥不需要復(fù)雜的輔助夾具,只要把產(chǎn)品固定在工作臺上 ,校正方向就可以加工 ,如圖1所示。節(jié)流閥加工面涉及端面、斜面、內(nèi)孔、外圓槽 ,所需刀具較多 。銑削加工的刀具軌跡是相對于加工形狀形成的一個螺旋軌跡,走刀時間過長,影響工序效率。并且銑削是斷續(xù)加工的,很難保證表面粗糙度要求。

2.2車削設(shè)備

車削加工以主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動作為主運(yùn)動,刀具的移動作為進(jìn)給運(yùn)動。車削加工時,工件繞機(jī)床主軸固定軸線旋轉(zhuǎn),各加工面具有統(tǒng)一 的中心回轉(zhuǎn)線 ,所以易于保證各加工面之間的同軸度要求。車削刀具軌跡是直線連續(xù)切削 ,過程相對比較平穩(wěn) ,在合理的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給參數(shù)下很容易保證加工面的粗糙度要求 。而且車削加工對刀具的要求不高 ,根據(jù)圖1所示節(jié)流閥結(jié)構(gòu)只需普通外圓車刀、內(nèi)孔锽刀便可加工。車削設(shè)備加工回轉(zhuǎn)類 產(chǎn)品時 ,是所有設(shè)備中切削速度較快的 ,更容易提高工序效率。

綜上所述 ,車削加工更加符合本產(chǎn)品要求 , 既能保證精度又能保證效率 。 由于節(jié)流閥的外形復(fù)雜 ,普通三爪無法夾持 ,所以需要根據(jù)工藝路線設(shè)計夾具來完成裝夾。

3 工藝路線制定

安裝夾具 ,調(diào)整中心距為(133.35士0.06)mm ,孔小(101.6士0.05)mm定位 ,壓緊端面。車端面及外圓 ,保證端面到定位中心的尺寸為(223.77士0. 1)mm ,外圓為小(152.4士0.08)mm 。車外圓槽 ,保證槽底直徑為小(127 .0士0 . 1)mm , 保證尺寸 (12 .7士0 . 13)mm(用3/16"球規(guī)檢測 ,保證尺寸 (23.58±0. 1)mm) 。锽孔 ,保證孔徑為小(50 .8±0 . 12)mm , 深(101 .6±0.2)mm ,保證206斜面尺寸小(101 .6±0 .05)mm(用3/8"球規(guī)檢測 , 保證尺寸小(97.52±0.05)mm ,每件尺寸必須檢測) 。

4 工裝夾具的設(shè)計

4. 1 夾具設(shè)計思路

兩法蘭內(nèi)孔軸線有位置度要求 ,A面和側(cè)法蘭軸線有距離要求 ,最好通過A端面內(nèi)孔定位 ,采用直角鐵轉(zhuǎn)換位置的思路 , 既能控制中心距又能實現(xiàn)簡易裝夾。角鐵采用可活動連接,通用性強(qiáng)。夾具上螺桿配合壓板壓緊 ,多點(diǎn)輔助固定 ,增加夾具的穩(wěn)定性 。夾具上增加配重塊 ,保證裝夾產(chǎn)品后的靜平衡 ,這樣才能保證圖紙尺寸要求。

4.2 夾具結(jié)構(gòu)

如圖2所示 ,該夾具包括底盤、支撐角鐵、定位塊、拉桿、壓 緊塊、壓板、弓形夾和配重塊 。其中 ,底盤與車床主軸直接連接 ,使得零件縮短懸伸 ,重力更接近主軸 , 以避免切削力對主軸產(chǎn)生共振現(xiàn)象 ,影響表面粗糙度和尺寸精度。支撐角鐵底平面與底盤連接 ,能調(diào)節(jié)中心距與增加穩(wěn)定性 ,定位塊通過孔軸間隙配合 ,螺釘鎖緊在角鐵上 。兩個拉桿一頭連接角鐵 ,一端連接在底盤上 ,夾具旋轉(zhuǎn)中能更好地穩(wěn)定支撐角鐵。兩個弓形夾兩端螺釘頂緊產(chǎn)品脖子 ,加工中能減少震動 ,確保表面粗糙度。產(chǎn)品裝夾在夾具上會產(chǎn)生一邊偏重現(xiàn)象 ,所以在夾具偏輕一端設(shè)置配重塊 ,保證夾具的靜平衡 ,解決旋轉(zhuǎn)后由于偏重產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)離心力、增加跳動、難以保證加工精度的問題。

4.3 夾具的優(yōu)點(diǎn)

(1)通過位置轉(zhuǎn)換實現(xiàn)不規(guī)則外形產(chǎn)品的簡易裝夾。

(2)可以通過鋸齒微調(diào)和更換定位塊變化中心距 ,實現(xiàn)通

用性 。

(3)方便裝夾 ,易保證精度 ,提高了加工效率 , 降低了成本。

(4)直接與主軸連接 ,工件離主軸近 ,配重塊調(diào)節(jié)靜平衡 ,旋轉(zhuǎn)過程中減少甩動 ,更有效保護(hù)主軸精度。

4.4 夾具的使用

夾具底盤與車床主軸鏈接 ,調(diào)節(jié)支撐角鐵上定位塊定位端面到車床旋轉(zhuǎn)中心的距離與圖紙A面到側(cè)法蘭軸線的距離一致二產(chǎn)品A端內(nèi)孔套在定位塊中 ,角鐵兩側(cè)穿螺桿 ,使用壓板壓緊螺紋端面二上下兩個弓形夾上螺釘輔助固定 ,產(chǎn)品裝夾完畢。

5 夾具的驗證

我們挑選前五件產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測 ,主要檢測A面到側(cè)法蘭軸線中心距、兩法蘭端面垂直度、兩法蘭軸線的位置度、孔口尺寸和表面粗糙度 ,驗證夾具的穩(wěn)定性和重復(fù)定位性 。從表1數(shù)據(jù)可以看出 ,各檢測數(shù)據(jù)都滿足圖紙尺寸要求 ,所以夾具的穩(wěn)定性和重復(fù)定位性合格。

6 結(jié)語

本夾具的設(shè)計 ,成功解決了在車床上加工節(jié)流閥難夾持、旋轉(zhuǎn)偏重、精度要求高等問題 。此夾具還有中心距可調(diào)功能 ,可加工同類型不同尺寸的產(chǎn)品 ,具有較強(qiáng)的通用性。實例檢驗數(shù)據(jù)分析證明 ,此夾具設(shè)計合理 ,具有良好的安全性、穩(wěn)定性、重復(fù)定位性 ,能夠滿足產(chǎn)品的大批量生產(chǎn) ,大大節(jié)省了裝夾時間 ,有效加快了生產(chǎn)進(jìn)度。